Б15. Электрооборудование для токарных станков.

Они предназначены для обработки поверхностей вращающихся заготовок (изделий) резцами и другими применяемыми инструментами.

Основные узлы станка:

• станина, для размещения и крепления оборудования.

• Передняя и задняя бабка,

• Суппорт,

• Шкаф с электрооборудованием

Электропривод: для главного привода (для шпинделя)

• применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором ; многоскоростные асинхронные двигателя с короткозамкнутым ротором применяются, когда требуется переключение скорости шпинделя на ходу и упрощается коробка скоростей.

• Двигатели постоянного тока для тяжелых токарных и карусельных станков со ступенчато-плавным регулированием скорости; для автоматизации станков со сложным циклом работы и бесступенчатом плавном регулированием скорости.

Для привода подач: двигатели постоянного тока с широким диапазоном изменения скорости.

Для вспомогательного привода: асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (насоса охлаждения, зажима изделия и т.д).

Для пуска, управления и защиты электрооборудования: контакторы двигателей шпинделя и быстрого перемещения суппорта; реле времени, для ограничения времени работы на холостом ходу; трансформатор понижающий, для питания цепей управления и местного освещения; выключатели контактные рукояток быстрого перемещения суппорта и холостого хода; выключатели пакетные питания станка, пуска насоса охлаждения и включения освещения; предохранители.

Б16-1. Аппараты защиты.

Предохранитель - это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

У большинства конструкций отключение цепи осуществляется путем расплавления плавкой вставки, которая нагревается непосредственно током защищаемой цепи. После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Эта операция производится вручную или автоматически. В последнем случае заменяется весь предохранитель.

Работа предохранителя протекает в двух резко отличающихся друг от друга режимах: в нормальных условиях и в условиях перегрузок и коротких замыканий.

В первом случае нагрев вставки имеет характер установившегося процесса, при котором вся выделяемая в ней теплота отдается в окружающую среду. При этом кроме вставки нагреваются до установившейся температуры и все другие детали предохранителя. Эта температура не должна превышать допустимых значений.

При перегрузках или КЗ температура вставки увеличивается и она расплавляется. Чем больше протекающий ток, тем меньше время плавления. Эта зависимость называется защитной (времятоковой) характеристикой предохранителя.

Предохранители не должны отключать электрическую цепь при протекании условного тока неплавления и должны отключать цепь при протекании тока плавления в течение определенного времени, зависящего от номинального тока.

Чтобы достигнуть резкого сокращения времени плавления вставки с ростом тока, идут двумя путями: придают плавкой вставке специальную форму:

- плавкую вставку вставку выполняют в виде пластинки с вырезами, уменьшающими ее сечение на отдельных участках. На этих суженных участках выделяется больше теплоты, чем на широких.

При токах КЗ узкие участки нагреваются настолько быстро, что отвод теплоты почти не происходит. Вставка перегорает одновременно в нескольких суженных местах.

- используют металлургический эффект – явление растворения тугоплавких металлов в расплавленных, менее тугоплавких. Обычно для создания металлургического эффекта на медных и серебряных вставках применяют чистое олово, обладающее более стабильными свойствами. В нормальном режиме работы шарик практически не влияет на температуру вставки.

Автоматический выключатель – это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для проведения тока цепи в нормальных режимах и для автоматического отключения электроустановок при перезагрузках и токах КЗ, чрезмерных понижениях напряжения и других аварийных режимах. Возможно использование автоматов для нечастых (6-30 раз в сутки) оперативных включений и отключений цепей.

Автоматические выключатели изготавливают для цепей переменного и постоянного тока одно-, двух-, трех- и четырехполюсными.

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями, которые обеспечивают отключение при перезагрузках, КЗ, снижении напряжения. Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошел установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (t= 0,02-1с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (t<0,005с).

Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим действием не обладают. Быстродействующие выключатели, так же как предохранители, обладают токоограничивающим действием .

Селективные автоматические выключатели позволяют осуществить селективную защиту сетей путем установки автоматических выключателей с разными выдержками времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Б16-3. Эксплуатация электрических контактов

Электрическая цепь любой электроустановки состоит из ряда соединенных с помощью электрических контактов элементов, образующих цепь электрического тока.

Для надежной работы контактных соединений необходим регулярный контроль за их состоянием. Периодичность контроля и обслуживания контактов устанавливают в зависимости от требований к их надежности. Измерение сопротивлений болтовых контактных соединений производят ежегодно; соединений, выполненных опрессовкой или обжатием, установленных в пролетах, - 1 раз в 6 лет, установленных в петлях – 1 раз в три года; сопротивления сварных соединений не проверяют. Работоспособность контактных соединений во многом зависит от соблюдения технологии и способа их выполнения.

Контроль качества контактных соединений должен начинаться со строго соблюдения технологии их изготовления. Начальное переходное сопротивление должно составлять не более 1,2 сопротивления целого участка проводника.

В процессе эксплуатации контактного соединения его сопротивление возрастает вследствие воздействия окружающей среды, механических нагрузок, токов нагрузки и короткого замыкания, однако оно не должно превышать начальное сопротивление более чем в 1,8 раза.

Состояние контактных соединений может определяться визуально по потемнению поверхности, искрению контакта, испарению влаги при дожде или снеге: все это указывает на повышенную температуру соединения, которая не должна превышать нормативных значений. Более точно состояние контактных соединений определяют путем измерения сопротивления контакта, падения напряжения на нем, а также температуры его нагрева.

Переходное сопротивление контакта измеряют на постоянном и переменном токе. Для этого пользуются микроомметрами, двойными мостами.Измерения сопротивления производят также с использованием милливольтметра и амперметра.

Контроль контактного соединения осуществляют по падению напряжения при переходном сопротивлении контакта при протекании чрез него тока.

Результаты замеров сопротивлений сравнивают с сопротивлениями целых участков проводников, шин, равных условной длине контактного соединения. В правильно выполненном контакте отношение сопротивления контакта или падения напряжения на нем к сопротивлению целого участка проводника или падению напряжения на нем не должно превышать 1,1-1,2. В процессе эксплуатации допускается увеличение переходного сопротивления не более чем в 1,5-1,8 раза, после чего контакт подлежит ревизии.

Б17-1. Однофазные асинхронные двигатели.

Иногда к потребителю подводится только однофазная сеть. Для работы в этих сетях широко используются однофазные асинхронные двигатели. Чаще всего однофазные двигатели выпускаются на небольшие мощности (менее 0,5 кВт) и применяются для привода вентиляторов, холодильников, стиральных машин и т.д.

На статоре размещается однофазная обмотка, которая занимает 2/3 полюсного деления. Эта обмотка называется рабочей. Ротор имеет многофазную короткозамкнутую обмотку в виде беличьей клетки, как и у трехфазного короткозамкнутого двигателя. При неподвижном роторе, когда по обмотке статора протекает однофазный ток, создается пульсирующее магнитное поле. Пульсирующее поле можно разложить на два равных синхронно вращающихся в противоположных направлениях поля. Эти поля, взаимодействуя с индуктированными ими токами ротора, создают одинаковые по значению, но противоположные по направлению моменты. Поэтому результирующий вращающий момент при пуске будет равен нулю и двигатель без специальных пусковых устройств не сможет прийти во вращение. Если принудительно развернуть ротор в какую-либо сторону, то дальше он будет вращаться в этом направлении самостоятельно и дойдет до скорости, близкой к синхронной. Для того, чтобы ротор привести во вращение, необходимо в машине при пуске получить вращающееся магнитное поле. Вращающееся магнитное поле создают многофазные обмотки при протекании по ним многофазных токов. простейший многофазной системой является двухфазная. Поэтому на период пуска однофазный двигатель превращается в двухфазный. Для этого на статоре размещают еще одну обмотку, которую называют пусковой. Размещают ее в свободные от рабочей обмотки пазы статора (1/3 полюсного деления). Для создания вращающегося магнитного поля необходимо также, чтобы токи в обмотках имели между собой сдвиг во времени. При однофазной сети получить это возможно за счет включения последовательно с одной из обмоток фазосдвигающих элементов. Чаще всего эти элементы включаются в цеп пусковой обмотки. В качестве пусковых элементов используются активные сопротивления, конденсаторы или катушки индуктивности.

Для повышения использования и улучшения характеристик однофазных двигателей можно пусковую обмотку с включенными в ее цепь конденсаторами оставить подключенной к сети на весь период работы. В этом случае подбором емкости конденсаторов можно добиться в машине кругового или почти кругового вращающегося магнитного поля в рабочем режиме. У конденсаторного двигателя обе обмотки будут рабочими. В конденсаторных двигателях использование материалов и КПД почти такое же, как и у трехфазного двигателя равной мощности а косинус φ даже больше.